新能源汽車電池退役潮即將到來，國家電網(wǎng)大有可為
時間:2020-12-17 10:01來源:國家電網(wǎng)報 作者:綜合報道
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家住北京的李先生4年前購入一臺混合動力的新能源汽車。幾年用下來，他明顯感到車子的續(xù)航能力不足。
車主李先生的困境只是我國電動汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展面臨問題的一個縮影。
電動汽車的核心元件——車載鋰離子電池，平均壽命為5~8年。當(dāng)電動汽車的動力電池容量衰減至額定量80%以下，動力電池就要從汽車市場“退役”。也就是說，中國新能源汽車制造業(yè)經(jīng)過10年的蓬勃發(fā)展，即將迎來第一波動力電池退役高潮。
退役電池數(shù)量多、剩余電量大是我國退役電池面對的兩個問題。國際環(huán)保組織綠色和平與中華環(huán)保聯(lián)合會在近日共同發(fā)布的《為資源續(xù)航：2030年新能源汽車電池循環(huán)經(jīng)濟(jì)潛力研究報告》中指出，當(dāng)前中國新能源汽車保有量達(dá)到417萬輛，以5~8年的服役期折損20%電量為退役條件計算，預(yù)計在2021年~2030年期間，中國新能源汽車動力電池退役總量將會達(dá)到705萬噸，累積退役電量達(dá)到708億瓦時。
到2025年，中國退役動力電池累積電量預(yù)計可達(dá)1.2億千瓦時。其中，僅2025年，退役動力電池電量將接近4千萬千瓦時。退役電池如不加以處理，占地空間大不說，大量剩余電量也會被白白浪費。
動力電池也有可能成為沉重的環(huán)境負(fù)擔(dān)。新能源材料科學(xué)家、北京理工大學(xué)教授吳鋒曾表示，1塊20克重的手機(jī)電池可使1平方公里的土地污染50年。對于因環(huán)保而生的新能源汽車，如果無法妥善處理“塊大量足”的動力電池，那么辛苦得來的環(huán)保成果可謂前功盡棄。可僅僅將退役電池直接報廢拆解，提煉出其中的有用金屬，并無法做到物盡其用。這么做雖然可以實現(xiàn)原材料的循環(huán)利用，但成本高不說，還會造成大量的資源浪費。
如何妥善處理、利用退役車載鋰電池的問題是全球新能源汽車的普遍難點。放眼國際社會，梯次利用是處理電動汽車退役鋰電池的主流做法。
梯次利用的原理不難理解，我們在日常生活中也有類似經(jīng)驗：玩具車沒電時，把電池拿下來放在電視遙控器里還可以用一陣子，這種降梯次的再使用就是梯次利用。
新能源汽車淘汰下來的動力電池也是一樣的道理。電池雖不能滿足車輛動力需求但仍可以為別的設(shè)備提供電力。
此外，對于現(xiàn)階段動力電池的回收，業(yè)界提倡實現(xiàn)退役電池就地轉(zhuǎn)化。由于退役電池中仍有大量電量，因此在運輸途中對車輛、路面狀況、溫度等均有要求。同時，因為電池具有一定的重量和體積，長途運輸成本高，所以在本地實現(xiàn)梯次利用是處理退役電池的最理想狀態(tài)。
目前我國在電動汽車動力電池的梯次利用方面仍處在探索階段，“先梯次利用后再生利用”是我國目前鼓勵回收利用車載鋰離子電池的原則。
去年，工業(yè)和信息化部辦公廳、國家開發(fā)銀行辦公廳正式發(fā)布《關(guān)于加快推進(jìn)工業(yè)節(jié)能與綠色發(fā)展的通知》，重點支持開展退役新能源汽車動力蓄電池梯級利用和再利用。
今年11月初，國務(wù)院發(fā)布了《新能源汽車發(fā)展規(guī)劃》（下文簡稱《規(guī)劃》），其中除了涉及加速新能源汽車充電樁等配套基礎(chǔ)建設(shè)，還專門提及動力電池的全價值鏈產(chǎn)業(yè)發(fā)展，強(qiáng)調(diào)保障鋰、鎳、鈷、鉑等關(guān)鍵資源供應(yīng)安全。
值得一提的是，這是國務(wù)院首次提出動力電池的全價值鏈產(chǎn)業(yè)發(fā)展問題。整體政策風(fēng)向利好，我們不禁好奇：國家電網(wǎng)公司該如何做？
國家電網(wǎng)公司近兩年在儲能及其他領(lǐng)域為新能源汽車的“善始善終”進(jìn)行著積極的探索。
思路一：基站“備電”
新基建的快速發(fā)展帶來5G基站、新能源汽車等領(lǐng)域日益增長的能源需求。電池是5G基站中重要的一環(huán)。據(jù)公開信息顯示，截至2019年年底，中國鐵塔公司計劃在2020年內(nèi)將70萬~80萬個通信基站的鉛酸電池更換為鋰離子電池。
結(jié)合《規(guī)劃》中強(qiáng)調(diào)保障關(guān)鍵資源的供應(yīng)安全這點來看，動力電池不僅是高消耗資源型產(chǎn)品，而且其主要原材料鈷、鋰等高度依賴進(jìn)口。隨著新基建的深化發(fā)展，包括5G基站在內(nèi)的電池供應(yīng)風(fēng)險預(yù)計也將持續(xù)增長。
面對“功耗”這只“攔路虎”， 將退役電池投入5G基站使用，既滿足了基站內(nèi)備用電系統(tǒng)的電池需求，還緩解回收鋰電池和制造新電池的產(chǎn)能壓力。同時，因為退役電池的電量基本不受時間限制，所以在谷時充滿電，在峰時向外放電，打個時間差，能有效降低基站運營成本。
11月18日，浙江杭州余杭區(qū)的首座利用蓄電池梯次改造的5G基站投入運行，激活沉睡退役電池能源120千瓦時，預(yù)計每年至少節(jié)省電費3.6萬元。
該供電公司員工葉萬成介紹說：“我們在站點內(nèi)安裝了10塊國產(chǎn)新能源汽車退役電池，共計容量100千瓦時，結(jié)合能源控制系統(tǒng)，與原有后備電池共同為基站提供電力供應(yīng)，可以有效解決5G基站的大功耗問題。”
思路二：電網(wǎng)“儲能”
另外一項關(guān)于退役電池梯次利用的探索發(fā)生在儲能電站。供電公司將整組電動汽車退役電池安置在微型儲能電站中，通過采用小型變流器與電動汽車退役電池結(jié)合的方式，搭建梯次電池儲能系統(tǒng)。
11月10日，由國網(wǎng)（寧波）綜合能源服務(wù)有限公司投資建設(shè)的梯次再利用儲能電站正式投運。該儲能站總?cè)萘?00千瓦時，最大輸出功率300千瓦，是目前浙江省規(guī)模最大的梯次儲能電站。
目前該儲能電站以峰谷價差獲利作為盈利模式，結(jié)合浙江的電價策略，每日執(zhí)行“兩充兩放”的運行策略，預(yù)計一年可為電站節(jié)約電費開支30萬元。
在上海，供電公司還將退役電池和風(fēng)力、光伏發(fā)電系統(tǒng)相結(jié)合，探索更加清潔綠色的汽車電池“退役之路”。
國網(wǎng)上海電力與上海電氣集團(tuán)聯(lián)手打造的停車場智慧能源項目“能源魔盒”是一個集“風(fēng)、光、儲、充、控”為一體的小型儲能系統(tǒng)。
其中的“梯次利用儲能電池系統(tǒng)”將電動汽車淘汰的電池組變成園區(qū)的儲能系統(tǒng)。園區(qū)負(fù)責(zé)人介紹說：“退役電池經(jīng)過檢測、維護(hù)和重組，可以在儲能領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)梯次利用。”
此外，退役電池也積極為電單車充換電行業(yè)提供綠色用電方案。今年5月，國網(wǎng)電動汽車公司旗下國網(wǎng)什馬與滴滴青桔達(dá)成戰(zhàn)略合作，開展電單車充換電基礎(chǔ)設(shè)施服務(wù)共享、電池資產(chǎn)租賃等項目。在探索、完善綠色出行供應(yīng)鏈的同時，國家電網(wǎng)公司也在不斷拓寬退役電池的應(yīng)用領(lǐng)域。
梯次利用是動力電池循環(huán)經(jīng)濟(jì)的起點已經(jīng)成為業(yè)界共識。無論是基站“備電”還是電網(wǎng)“儲能”，我們似乎一只腳已經(jīng)踏入退役電池梯次利用的大軍。
在新能源汽車加快發(fā)展的今天，能真正做到善始善終的“綠色”并不簡單。不過在動力電池“退役潮”的峰值來臨之際，前方的路已經(jīng)明朗。
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